Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

1 ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER. 2 Minggu keTopikMateri 1Penduluan- Perkembangan Arsitektur Komputer - Struktur Dasar - Pengukuran Kinerja 2CPU-Struktur.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "1 ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER. 2 Minggu keTopikMateri 1Penduluan- Perkembangan Arsitektur Komputer - Struktur Dasar - Pengukuran Kinerja 2CPU-Struktur."— Transcript presentasi:

1 1 ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER

2 2 Minggu keTopikMateri 1Penduluan- Perkembangan Arsitektur Komputer - Struktur Dasar - Pengukuran Kinerja 2CPU-Struktur CPU -Eksekusi Instruksi 3,4Set Instruksi-Klasifikasi Arsitektur -Pengalamatan -Tipe Operasi -Tipe Operand 5,6Pipelining-Konsep Dasar -Pipeline Hazard -Keparalelan Level Instruksi

3 3 7I/O-Teknik teknik I/O -Bus 8,9Pengingat Hi- rarkhis -Hirarki Pengingat -Pengingat Utama -Pengingat Cache -Pengingat Virtual 10,11Memori-Cache -Memori Internal -Memori Eksternal 12,13Multiprosesor-Klasifikasi Struktur -Paralel -Arsitektur Multiprosesor -Sinkronisasi 14Komputer paralel -Pengolahan Paralel -Instruksi Vektor Dasar

4 4 I PENDAHULUAN Apakah Arsitektur Komputer itu ? Arsitektur komputer adalah atribut atribut sebuah sistem komputer, dilihat dari sudut pandang seorang programmer. Dalam hal ini struktur konseptual dan perilaku fungsional sistem komputer.  Struktur konseptual menyangkut bagaimana komponen komponen tersebut disalinghubungkan (diinterkoneksikan).  Perilaku fungsional (fungsional behaviour ) menyangkut fungsi komponen2 secara individual, dan sebagai bagian dari struktur (aliran informasi dan kendali antar komponen2 dalam struktur).

5 5 Computer description levels Physical level Digital circuits Computer organization Instruction set Operating System Compilers Applications Lw r1,32(r0) Add r2,r1,#10 Sw 32(r0),r2 begin read(a) a := a+1; writeln(a); end; $ ls –la $ cp file.txt /home interconnection

6 6 Computer organization and architecture Software Hardware Assembly language Instruction set I O I/O unit Digital Systems ALU Control unit Memory CPU enhancement: Pipelining Memory enhancement

7 7 Tantangan dalam mempelajari arsitektur & org.komputer Adanya berbagai variasi produk ( teknologi, harga, unjuk kerja, ukuran, aplikasi) Fakta : konsep-konsep dasar arsitektur komputer tidak banyak berubah ! Konsep Dasar : Konsep Von Neumann (1943) ” Stored Program Computer” = Mesin yang melakukan komputasi berdasarkan pada program yang tersimpan didalamnya. CPU Memory I/O Program Memory Program (1) (2)

8 8 Structure of von Neumann machine

9 9 Fungsi fungsi dasar sebuah sistem komputer  Data processing  Data storage  Data movement  Control

10 10 Perkembangan Sistem Komputer 1946: ENIAC Stored Program Computer pertama 50 x 30 feet, 30 Ton, 25 kWatt, 100 k Kalkulasi/detik 200_ : Komputer meja (PC), PDA, Bionic, … - Penurunan : (1) Ukuran fisik (tabung  transistor  IC (2) Biaya - Peningkatan (1) Kapasitas memory (2) Kinerja (kecepatan) 1960: Main frame Computer 1970: Mini Computer 1980: Mikrokomputer  Produk utama: PC, workstation.  Mainframe digantikan multiprosesor. Minicomputer digantikan server. optimalisasi kinerja - biaya

11 11 Generasi Komputer berdasarkan tekologinya Vacuum tube Transistor Small Scale Integration on –Up to 100 devices on a chip Medium Scale Integration - to 1971 –100-3,000 devices on a chip Large Scale Integration –3, ,000 devices on a chip Very Large Scale Integration to date –100, ,000,000 devices on a chip Ultra Large Scale Integration –Over 100,000,000 devices on a chip Teknologi IC

12 12 Pentium Evolution 8080 –first general purpose microprocessor –8 bit data path –Used in first personal computer – Altair 8086 –much more powerful –16 bit –instruction cache, prefetch few instructions –8088 (8 bit external bus) used in first IBM PC –16 Mbyte memory addressable –up from 1Mb –32 bit –Support for multitasking

13 –sophisticated powerful cache and instruction pipelining –built in maths co-processor Pentium –Superscalar –Multiple instructions executed in parallel Pentium Pro –Increased superscalar organization –Aggressive register renaming –branch prediction –data flow analysis –speculative execution

14 14 Pentium II –MMX technology –graphics, video & audio processing Pentium III –Additional floating point instructions for 3D graphics Pentium 4 –Note Arabic rather than Roman numerals –Further floating point and multimedia enhancements Itanium –64 bit

15 15 Pendekatan Software  Efisiensi program, Struktur data Pendekatan Teknologis/hardware  Penggunaan komponen2 IC kecepatan tinggi, kerapatan tinggi Pendekatan Arsitektural  Peningkatan aspek fungsional dan struk- tural Peningkatan kinerja Contoh : - Arsitektur Instruction set - Struktur pipeline dalam CPU - Pengingat cache - Memory interleaving - Struktur Bus - Prosesor paralel Arsitektur teknologi/ hardware software Peningkatan Kinerja

16 16 Kecenderungan Teknologi Komputer modern

17 17

18 18 Transistors / chip10G1G 100M 10M 1M 100K 10K 1K Memory (DRAM) Microprocessor 4 Kb 16 Kb 64 Kb 256 Kb 1 Mb 4 Mb 16 Mb 64 Mb 256 Mb 1 Gb 4 Gb ,680 Pentium ® P II ® P III ® Pentium IV

19 19 Struktur Dasar Sistem Komputer Fungsi Komponen  Data processing CPU  Control  Data movement I/O unit  Data storage Memory Main Memory Input Output Systems Interconnection Central Processing Unit Computer

20 20 CPU I/O Unit Main Memory ALU Control Unit I/O device Peripheral Sistem Bus Lima komponen utama : 1.ALU 2.Control unit 3.Memory 4.Input 5.Output CPU Arsitektur berbasiskan Bus

21 21 CPU Bagian sistem komputer yang bertugas mengeksekusi program. Komponen utama CPU: (1) ALU (Arithmetic and Logic Unit) Mengerjakan operasi operasi aritmatik dan operasi operasi Aritmatik: add, subtract, multiply, divide,... Logika : AND, OR, NOT, Shift,... terhadap data. (2) Control unit Mengendalikan seluruh operasi didalam komputer, dengan - Menginterpretasikan instruksi instruksi (yang terdapat dalam program), - Membangkitkan sinyal sinyal kendali untuk mengendalikan aktifitas komponen komponen sistem komputer (untuk melaksanakan/eksekusi instruksi).

22 22 Arithmetic and Login Unit Control Unit Internal CPU Interconnection Registers CPU

23 23 (Main) Memory Unit Bagian komputer untuk menyimpan program dan data yang sedang atau siap dieksekusi oleh CPU. Jenis : - Random Access memory (RAM) - Read Only Memory (ROM) Mb 80 ns Tahun Kapasitas Kecepatan Address Decoder n n n bit

24 24 Peripheral Devices Input/Output Unit Bagian komputer yang bertugas menangani komunikasi dengan piranti piranti diluar sistem komputer (periferal) Format data masuk/keluar : - Bit Serial - Bit Paralel Modul I/O Paralel Modul I/O Serial bit paralel bits serial bit paralel Bus Sistem CPU MU

25 25 CPU MU Disk controller Graphics card Sound card Network card Monitor Speakers bus sistem Computer Ports Printer Mouse Keyboard Modem sistem Komputer peripheral I/O Unit

26 26 KINERJA (Performance) Tujuan utama : Mempekecil waktu-eksekusi program (sejak dimulai sampai selesai)  Waktu-eksekusi CPU-time : System-time + User-time waktu yang dibutuhkan oleh cpu waktu yang dibutuhkan oleh cpu untuk eksekusi program2 sistem untuk eksekusi program user CPU-time = jumlah CPU clock-cycle x periode clock  Clock-cycles per Instruction (CPI) Untuk eksekusi sebuah program, jumlah clock-cycle CPU = Jumlah instruksi dalam program x clock-cycles rata rata sebuah instruksi = Jumlah instruksi dalam program x CPI x 1/ frekuensi clock 1.Latency 2.Throughput

27 27 Perhitungan CPI : CPI =  (cycles per tipe x frekuensi kemunculan tipe tersebut dalam program)

28 28 Peningkatan kecepatan (Speed-up) Peningkatan kecepatan S adalat perbandingan (ratio) antara waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi sebuah program pada sistem yang belum ditingkatan kinerjanya dengan waktu yang dibutuhkanpada sistem yang sudah ditingkatakan. Soal : 1. Estimasikan pingkatan kecepatan yang dicapai dengan menggantikan sebuah CPU yang mempunyai CPI rata rata = 5 dan periode clock 100 ndetik dengan CPU lain yang CPI rata ratanya = 3.5, dan periode clock 120 ns. 2. Mesin A: clock 1ndet, CPI 2.0, untuk program x Mesin B: clock 2ndet, CPI 1.2, untuk program x Mesin mana yang lebih cepat ? Berapa peningkatan kecepatannya ?


Download ppt "1 ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER. 2 Minggu keTopikMateri 1Penduluan- Perkembangan Arsitektur Komputer - Struktur Dasar - Pengukuran Kinerja 2CPU-Struktur."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google